反制無人機

2024-05-01 07:49:21 來源: 《環球》雜誌

在珠海舉行的第十四屆中國航展上,一批先進國産無人機和反無人機裝備集中亮相

文/黃國志

編輯/黃紅華

  4月14日,以色列多個城市響起防空警報,並伴隨着爆炸聲。以色列軍方發言人14日説,超過300個無人機和導彈射向以色列,其中超過99%被攔截。

  5天后的4月19日,據伊朗邁赫爾通訊社報道,3架微型無人機於當天凌晨在伊朗中部伊斯法罕省上空被發現,隨後伊朗防空系統將其擊落。

  在近年來世界各地的局部戰爭以及軍事衝突中,各類無人機大行其道,甚至成為了名副其實的戰場主宰者。正所謂“有矛就有盾”,交戰各方也越來越重視反制無人機的手段和措施。哪一方如果能夠有效反制對方無人機的使用,同時最大限度地發揮己方無人機的作戰效能,就可以更好地掌握戰場上的主動權。

  按照國際上通行的分類方法,無人機可劃分為微型、小型、中型以及大型等幾類。對付不同大小的無人機,手段也不同。

反制微型無人機:軟殺傷為主

  起飛重量小於1千克、最大尺寸小於0.5米的無人機為微型無人機。這些微型無人機通常屬於民用産品,卻已被廣泛應用在軍事領域。

  微型無人機尺寸小,且大多采用電動機作為動力裝置,因此目標特徵比較小,無論是紅外熱信號、噪聲信號還是雷達反射信號都很弱,對其進行探測跟蹤很困難。再加上微型無人機多采用多旋翼設計,既可以在空中懸停,也能夠靈活、快速飛行,所以地面作戰人員即便使用各類輕武器對其實施攔截射擊,也很難命中。目前,各國對付各類微型無人機通常採用無線電干擾這類軟殺傷手段。

  微型無人機在飛行控制上與其他類型的無人機很相似,一方面利用衛星定位信號獲取自身以及導航點的坐標參數,從而可以根據操控人員事先規劃的飛行路線進行一定程度的自主飛行,另一方面,微型無人機與地面控制中心之間也要保持無線電信號&&,操控人員的控制指令以及無人機所獲取的圖像視頻,都要通過無線電聯絡進行雙向傳輸。

  根據這一原理,各國科研機構以及企業研發了針對微型無人機衛星定位信號以及無線電傳輸信號的反無人機無線電干擾設備。這類設備根據功率和射程的不同,可以做成大型固定式或者車載式,也可以做成單兵便攜式。

  單兵便攜式反無人機無線電干擾設備由於外形酷似自動步槍,也被稱為反無人機干擾槍。其原理是發射與微型無人機同頻率的強功率無線電波,抵消或者阻塞式干擾其無線電信號,使無人機失控墜落。

  比如,俄軍在2023年的“軍隊”國際軍事論壇暨防務展上,首次展出了裝備在主戰坦克炮塔頂部的“蠑螈”模塊化反無人機干擾系統,該系統配備有4具立柱式發射天線,分別針對微型無人機常用的868、915、1300和2400兆赫(MHz)等四個頻段,進行全方位阻塞式干擾。

反制小型無人機:軟硬兼施

  起飛重量1~200千克、最大尺寸在5米以內的無人機為小型無人機,典型型號如美國“掃描鷹”和俄羅斯“海雕”-10。

  相比於微型無人機,小型無人機採用活塞式發動機等動力裝置,加上尺寸大幅增加,信號特徵要強得多。因此,各類防空系統能夠更好地對小型無人機實施探測跟蹤。另外,小型無人機的飛行高度、飛行速度等性能也遠高於微型無人機,所以只採用無線電干擾手段對其進行反制,效果有限。在這種情況下,各國一般採用軟殺傷與硬殺傷相結合的手段進行反制。

  軟殺傷手段除採用功率和射程更大的大型無線電干擾設備以外,還可以使用高功率微波武器實施攔截。這類武器的殺傷原理主要是向目標發射高功率高頻脈衝電磁波,受到照射的微電子元器件會因為電磁波能量轉換為巨大的熱能而徹底燒燬,這與微波爐加熱食物有異曲同工之妙。小型無人機飛行控制系統的微電子元器件一旦被燒燬,自然會失控墜毀。

  今年2月,美國雷神公司首次成功進行了名為“反電子高功率微波增程型空軍基地防空系統”(CHIMERA)的高功率微波武器對付自殺式無人機的測試。該公司&&,該型武器系統尤其適用於攔截類似於伊朗“見證者”-136這類蜂群式自殺式無人機(也被稱為巡飛彈),可以實現對這類無人機的集群式殺傷。

  而在硬殺傷手段上,各國不斷推出針對小型無人機的新型防空系統之外,也在探索新一代高能攔截武器系統。

  比如,英國在2023年10月提出將向烏克蘭提供一批名為“地鷹聖騎士”的新型反無人機防空系統。該系統由英國MSI防務系統公司研發,集成了偵察、火力等系統子單元。其主要殺傷手段依靠1門30毫米自動炮,最大射程可達3000米,可發射編程空爆彈,利用彈藥空爆産生的大量高速破片來有效毀傷各類小型無人機。而先進的光電系統和有源相控陣雷達,可保證對來襲的各類小型無人機進行全方位實時探測以及跟蹤。

  從未來發展看,更有前途的高效反小型無人機防空系統,當屬高能激光武器。這類武器的殺傷原理是向目標發射高功率高頻脈衝激光束,通過激光束在目標表面的持續集中照射産生高溫,進而燒燬目標蒙皮,並毀傷其內部設備。如果激光照射的部位是目標的燃料艙或者戰鬥部,則可直接將其引燃引爆。

  目前各國研發的反無人機高能激光武器,主要技術突破點都集中在功率上,因為發射激光的功率大小直接影響到對每個目標的照射時長以及殺傷距離,進而決定了該武器系統可以同時對付多少個來襲目標。

  美國陸軍研發成功的HELWS車載激光武器系統,最大輸出功率為10~15千瓦(kW),在500米距離上對付微型無人機需要照射3秒左右,如果對付更大的小型無人機則比較吃力。所以,美國陸軍正在研發中的新一代DE M-SHORAD車載自行激光防空系統,最大功率已提升至50千瓦,在2000米距離上對付小型自殺式無人機以及巡飛彈,已是綽綽有餘。

反制大中型無人機:防空當道

  起飛重量200千克以上、最大尺寸10米以上的無人機為中型無人機,起飛重量超過1噸、最大尺寸超過20米的,屬於大型無人機。

  雖然大中型無人機的飛行高度、飛行速度以及有效載荷等性能參數都遠優於微小型無人機,但是其戰場生存能力從某種意義上講反而不如後者。

  從飛行高度看,比較典型的,如土耳其TB2“掌旗官”為中型無人機,其最大飛行高度達到8200米,而作為大型無人機典型型號的美國MQ-9“死神”更可達15240米,遠超地面小口徑高炮以及便攜式防空導彈的射高。

  不過,為保證長航時飛行能力,絕大多數大中型無人機採用大展弦比平直機翼,有的型號比如以色列還採用了雙尾撐設計,使得其雷達反射信號更強。再加上大中型無人機本身的飛行速度相對較慢,機動性很差,一旦遭遇敵方中遠程防空導彈系統或者戰鬥機實施攔截,很少有逃生機會。所以,世界各國針對反制大中型無人機的主要措施,就是出動戰鬥機以及發射中遠程防空導彈,實施中高空攔截。

  在現代戰場上,大中型無人機被有人駕駛戰鬥機以及中遠程防空導彈系統擊落的戰例也時有發生。2002年,在當時伊拉克境內所謂的“禁飛區”,一架美軍MQ-1“捕食者”中型察打一體無人機遭遇一架原伊拉克空軍米格-25戰鬥機,美軍無人機率先發動攻擊,向伊軍戰機發射1枚“毒刺”空空導彈,但被後者輕鬆擺脫,伊軍戰機後來成功將其反殺。

  近年來,利用中遠程防空導彈系統擊落美軍無人機最多的國家當屬伊朗。伊朗防空部隊裝備有進口的俄制以及本國研發的各型中遠程防空導彈系統,擊落以及俘獲的美軍無人機型號包括MQ-1“捕食者”、MQ-9“死神”以及RQ-4A“全球鷹”,甚至連RQ-170“坎大哈野獸”這樣的隱身無人機也未能倖免。可見,在具有完整中遠程防空體系的強國面前,大中型無人機的生存能力實在堪憂。

  (作者係《現代兵器》採訪部主任)

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